一種利用三水鋁礦制備聚合硫酸鋁鐵絮凝劑的方法技術

本發明專利技術公開了一種利用三水鋁礦制備聚合硫酸鋁鐵絮凝劑的方法，按照以下重量比計，將三水鋁礦1.0?1.5噸、濃硫酸0.8?1.2噸和水1.5?2.0噸加入反應釜，在高溫高壓下反應2?4h，制得硫酸鋁鐵液體；趁熱在硫酸鋁鐵液體加入穩定劑10?20kg、聚乙二醇10?20kg和十六烷基三甲基溴化銨5?10kg后，攪拌1?2h后，降溫，等待結晶析出，破碎，得硫酸鋁鐵晶體；將殼聚糖10?20kg溶于稀鹽酸40?80kg后，并與硫酸鋁鐵晶體攪拌均勻，干燥，研磨成粉末，制得聚合硫酸鋁鐵絮凝劑。本發明專利技術制備的聚合硫酸鋁鐵絮凝劑具有大比表面積，良好的吸附性能，穩定性良好，形成的礬花大，提高了絮凝性能和絮凝效果，能夠快速去除濁度、色度、重金屬離子、COD等污染物，且成本較低，制備工藝簡單。

【技術實現步驟摘要】
一種利用三水鋁礦制備聚合硫酸鋁鐵絮凝劑的方法
本專利技術涉及絮凝劑
，具體是一種利用三水鋁礦制備聚合硫酸鋁鐵絮凝劑的方法。
技術介紹
絮凝過程是現代城市給水和工業廢水處理工藝中的關鍵環節之一，它既可以除去原水的濁度和色度等感官指標，又可以去除各種有毒有害污染物。聚鋁作為水處理方面應用最為廣泛的絮凝劑，被廣泛應用于飲用水、工業廢水和生活污水處理領域。聚鋁絮凝劑目前的產品主要有聚合氯化鋁(PAC)、聚合硫酸鋁(PAS)、聚合硫酸氯化鋁(PACS)、聚磷酸氯化鋁(PPAC)、聚合硫酸鋁鐵(PAFS)、聚合硫酸氯化鋁鐵(PAFCS)、聚合硅酸鋁(PASI)。目前最為廣泛應用及研究最多的是聚合氯化鋁(PAC)，然而對聚合硫酸鋁鐵(PAFS)有較少的研究。聚合硫酸鋁鐵(簡稱PAFS)，綜合了鐵系和鋁系無機高分子混凝劑的優點，與傳統混凝劑相比，它具有絮體形成和沉降速度快、對水溫和pH值適應范圍廣，出水色度低，無毒無害等優點。但目前提供的聚合硫酸鋁鐵(PAFS)還存在絮凝效果還不夠理想、產品穩定性較差、吸附性能較弱、制備工藝復雜等不足。因此，研究高性能的聚合硫酸鋁鐵(PAFS)在水處理中具有重要的意義。
技術實現思路
本專利技術針對當前絮凝劑存在的問題，提供一種利用三水鋁礦制備聚合硫酸鋁鐵絮凝劑的方法。本專利技術制備的聚合硫酸鋁鐵絮凝劑具有大比表面積，良好的吸附性能，穩定性良好，形成的礬花大，提高了絮凝性能和絮凝效果，能夠快速去除濁度、色度、重金屬離子、COD等污染物，制備成本較低，在污水或飲用水處理中具有廣泛的應用前景。為了實現以上目的，本專利技術是通過如下技術方案實現：一種利用三水鋁礦制備聚合硫酸鋁鐵絮凝劑的方法，包括如下步驟：(1)按照以下重量比計，將三水鋁礦1.0-1.5噸、濃硫酸0.8-1.2噸和水1.5-2.0噸加入反應釜，在高溫高壓下反應2-4h，制得硫酸鋁鐵液體；(2)趁熱在硫酸鋁鐵液體加入穩定劑10-20kg、聚乙二醇10-20kg和十六烷基三甲基溴化銨5-10kg后，攪拌1-2h后，降溫，等待結晶析出，破碎，得硫酸鋁鐵晶體；(3)將殼聚糖10-20kg溶于稀鹽酸40-80kg后，并與硫酸鋁鐵晶體攪拌均勻，干燥，研磨成粉末，制得聚合硫酸鋁鐵絮凝劑。進一步地，所述穩定劑由偏鋁酸鈉、植酸和磷酸二氫銨組成。進一步地，所述穩定劑中偏鋁酸鈉、植酸和磷酸二氫銨的質量比為4-7:1-3:3-5。進一步地，所述高溫高壓是在溫度為100-120℃、壓力為0.4-0.6Mpa下反應。進一步地，所述降溫是冷卻至10-20℃。進一步地，所述干燥為采用超臨界流體干燥。進一步地，所述超臨界流體干燥是以二氧化碳為干燥介質，在溫度為40-60℃、壓力為5-10MPa下干燥。進一步地，所述濃硫酸為質量濃度為98％的硫酸。與現有技術相比，本專利技術的優點及有益效果為：1、本專利技術方法以三水鋁礦制備的聚合硫酸鋁鐵絮凝劑具有大比表面積，良好的吸附性能，穩定性良好，形成的礬花大，提高了絮凝性能和絮凝效果，能夠快速去除濁度、色度、重金屬離子、COD等污染物，制備成本較低，在污水或飲用水處理中具有廣泛的應用前景。2、本專利技術在反應中加入聚乙二醇和十六烷基三甲基溴化銨，能夠增大絮凝劑的比表面積，發揮吸附架橋的優勢，利于膠體的吸附，且利于分子之間的分散，吸附性能顯著提高，實現了快速、高效的絮凝效果。3、本專利技術方法還加入的殼聚糖與聚合硫酸鋁鐵具有很好的粘結架橋作用，能夠促進膠體絮凝，通過殼聚糖還與Cu2+、Pb2+、Hg2+、Ag+、Ca2+等重金屬離子形成穩定的絡合物而發生絮凝沉降。4、本方法采用超臨界流體干燥，能夠擴大絮凝劑的孔徑和比表面積，吸附性能顯著提高，提高了絮凝效果。5、本專利技術方法制得的聚合硫酸鋁鐵絮凝劑中三氧化二鋁含量為12-15％，三氧化二鐵含量為4-6％，鹽基度為5-10％，比表面積為132-175m2.g-1，其制備工藝較簡單、成本較低，容易實現工業化生產。具體實施方式下面結合具體實施方式對本專利技術作進一步詳細說明。應該強調的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本專利技術的范圍及其應用。實施例1一種利用三水鋁礦制備聚合硫酸鋁鐵絮凝劑的方法，包括如下步驟：(1)按照以下重量比計，將三水鋁礦1.3噸、濃硫酸1噸和水1.7噸加入反應釜，在溫度為110℃、壓力為0.5Mpa高溫高壓下反應3h，制得硫酸鋁鐵液體；(2)趁熱在硫酸鋁鐵液體加入穩定劑15kg(穩定劑由質量比為5:2:3的偏鋁酸鈉、植酸和磷酸二氫銨組成)、聚乙二醇12kg和十六烷基三甲基溴化銨9kg后，攪拌1.5h后，降溫至20℃，等待結晶析出，破碎，得硫酸鋁鐵晶體；(3)將殼聚糖18kg溶于稀鹽酸50kg后，并與硫酸鋁鐵晶體攪拌均勻，采用超臨界流體干燥，干燥過程中是以二氧化碳為干燥介質，在溫度為50℃、壓力為10MPa下進行，研磨成粉末，制得聚合硫酸鋁鐵絮凝劑。本實施例制得的聚合硫酸鋁鐵絮凝劑經過檢測，三氧化二鋁含量為13.5％，三氧化二鐵含量為4.8％，鹽基度為8％，比表面積為164.23m2.g-1。實施例2一種利用三水鋁礦制備聚合硫酸鋁鐵絮凝劑的方法，包括如下步驟：(1)按照以下重量比計，將三水鋁礦1.15噸、濃硫酸0.95噸和水1.65噸加入反應釜，在溫度為105℃、壓力為0.4Mpa高溫高壓下反應2.5h，制得硫酸鋁鐵液體；(2)趁熱在硫酸鋁鐵液體加入穩定劑12.5kg(穩定劑由質量比為5:1:4的偏鋁酸鈉、植酸和磷酸二氫銨組成)、聚乙二醇15kg和十六烷基三甲基溴化銨6kg后，攪拌2h后，降溫至15℃，等待結晶析出，破碎，得硫酸鋁鐵晶體；(3)將殼聚糖15kg溶于稀鹽酸60kg后，并與硫酸鋁鐵晶體攪拌均勻，采用超臨界流體干燥，干燥過程中是以二氧化碳為干燥介質，在溫度為40℃、壓力為8MPa下進行，研磨成粉末，制得聚合硫酸鋁鐵絮凝劑。本實施例制得的聚合硫酸鋁鐵絮凝劑經過檢測，三氧化二鋁含量為12.3％，三氧化二鐵含量為4.3％，鹽基度為7％，比表面積為171.92m2.g-1。實施例3一種利用三水鋁礦制備聚合硫酸鋁鐵絮凝劑的方法，包括如下步驟：(1)按照以下重量比計，將三水鋁礦1.45噸、濃硫酸1.2噸和水1.9噸加入反應釜，在溫度為120℃、壓力為0.5Mpa高溫高壓下反應4h，制得硫酸鋁鐵液體；(2)趁熱在硫酸鋁鐵液體加入穩定劑18kg(穩定劑由質量比為4:2:3的偏鋁酸鈉、植酸和磷酸二氫銨組成)、聚乙二醇12kg和十六烷基三甲基溴化銨8kg后，攪拌1h后，降溫至18℃，等待結晶析出，破碎，得硫酸鋁鐵晶體；(3)將殼聚糖12kg溶于稀鹽酸80kg后，并與硫酸鋁鐵晶體攪拌均勻，采用超臨界流體干燥，干燥過程中是以二氧化碳為干燥介質，在溫度為40℃、壓力為8MPa下進行，研磨成粉末，制本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種利用三水鋁礦制備聚合硫酸鋁鐵絮凝劑的方法，其特征在于：包括如下步驟：/n(1)按照以下重量比計，將三水鋁礦1.0-1.5噸、濃硫酸0.8-1.2噸和水1.5-2.0噸加入反應釜，在高溫高壓下反應2-4h，制得硫酸鋁鐵液體；/n(2)趁熱在硫酸鋁鐵液體加入穩定劑10-20kg、聚乙二醇10-20kg和十六烷基三甲基溴化銨5-10kg后，攪拌1-2h后，降溫，等待結晶析出，破碎，得硫酸鋁鐵晶體；/n(3)將殼聚糖10-20kg溶于稀鹽酸40-80kg后，并與硫酸鋁鐵晶體攪拌均勻，干燥，研磨成粉末，制得聚合硫酸鋁鐵絮凝劑。/n

【技術特征摘要】
1.一種利用三水鋁礦制備聚合硫酸鋁鐵絮凝劑的方法，其特征在于：包括如下步驟：
(1)按照以下重量比計，將三水鋁礦1.0-1.5噸、濃硫酸0.8-1.2噸和水1.5-2.0噸加入反應釜，在高溫高壓下反應2-4h，制得硫酸鋁鐵液體；
(2)趁熱在硫酸鋁鐵液體加入穩定劑10-20kg、聚乙二醇10-20kg和十六烷基三甲基溴化銨5-10kg后，攪拌1-2h后，降溫，等待結晶析出，破碎，得硫酸鋁鐵晶體；
(3)將殼聚糖10-20kg溶于稀鹽酸40-80kg后，并與硫酸鋁鐵晶體攪拌均勻，干燥，研磨成粉末，制得聚合硫酸鋁鐵絮凝劑。


2.根據權利要求1所述利用三水鋁礦制備聚合硫酸鋁鐵絮凝劑的方法，其特征在于：所述穩定劑由偏鋁酸鈉、植酸和磷酸二氫銨組成。


3.根據權利要求2所述利用三水鋁礦制備聚合硫酸鋁鐵絮凝劑的方法，其特征在于：所述穩定劑中偏鋁酸鈉、植...

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃海林，農成龍，陸鋒，韋晨熙，
申請(專利權)人：廣西平果鋒華科技有限公司，
類型：發明
國別省市：廣西;45